- Код статьи
- S30345391S0869573325042231-1
- DOI
- 10.7868/S3034539125042231
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том / Номер выпуска 4
- Страницы
- 22-31
- Аннотация
- Термодинамический анализ хлорирования минеральной части вскрышной углистой породы Экнбастузского месторождения (природного многокомпонентного сырья) показал, что модель, построенная на теоретических расчетах равновесных составов реакций взаимодействия хлора с оксидами, входящими в состав минеральной части углистой породы, в присутствии восстановителя позволяет заключить, что при определенном соотношении концентраций исходных компонентов реакции хлорирования при температурах 1000–1200 К проходят до конца с образованием соединений в газовой и конденсированной фазах. Этот вывод подтверждается выполненными исследованиями. Характер изменения величины энергии Гиббса в заданных условиях позволил установить принципиальную возможность протекания реакции. Оценка целесообразности каждой реакции определяется не только термодинамическим фактором, но и скоростью достижения равновесия, скоростью реакции. Рассчитанные значения энергии Гиббса и константы равновесия, характеризующие выход конечных продуктов реакции в диапазоне температур 400–2000 К, показали, что в присутствии восстановителя равновесие реакций смещено в сторону образования хлоридов. Действие восстановителя в процессе хлорирования оксидных соединений сводится к связыванию кислорода с образованием кислородных соединений углерода. Различия в термодинамических характеристиках соединений, входящих в состав углистой породы, теоретически определяют принципиальную возможность проведения селективного хлорирования многокомпонентного сырья. В идеале должна достигаться высокая степень хлорирования оксида алюминия при минимальной степени хлорирования сопутствующих оксидов. Результаты лабораторных исследований полностью подтвердили возможность термодинамического моделирования процесса хлорирования многокомпонентного сырья, т.е. они представляют теоретический и практический интерес.
- Ключевые слова
- оксиды алюминия оксиды кремния оксиды железа термодинамика энергия Гиббса логарифмы константы равновесия равновесные составы соотношение содержаний компонентов анализ систем
- Дата публикации
- 27.06.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 26
Библиография
- 1. Борисоглебский, Ю.В. Металлургия алюминия / Ю.В. Борисоглебский, Г.В. Галевский, Н.М. Кулагин, М.Я. Минцис, Г.А. Сиразутдинов. – Новосибирск : Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1999. С.38–48.
- 2. Щенков, В.В. Разработка новых технологических процессов получения алюминия / В.В. Щенков, С.Н. Литвак // Цв. металлургия : Бюл. НТИ. Цв. Информация. 1974. №9. С.38–41.
- 3. Grjotheim, K. Aluminium smelter technolody / K. Grjotheim, B.J. Welch. – Dusseldorf : Aluminium–Verl. GmbH, 1980. 146 p.
- 4. Безукладников, А.Б. Новые способы получения алюминия / А.Б. Безукладников, Ю.В. Останин, А.Н. Татаркин [и др.] // Научные исследования и опыт проектирования в металлургии легких металлов. – М. : Металлургия, 1981. С.101–106.
- 5. Лайнер, Ю.А. Особенности хлорирования алюминийсодержащего сырья в кипящем слое / Ю.А. Лайнер, Т.Н. Ветчинкина, Б.А. Симановский // Химическая технология. 2006. №8. С.17–23.
- 6. Товбин, Ю.К. Основы химической термодинамики неоднородных систем / Ю.К. Товбин. – М. : Изд-во Техносфера, 2024. 460 с.
- 7. Roine, A. Outokumpu HSC chemistry for windows. Chemical reaction and equilibrium software with extensive thermochemical database / A. Ronie. – Pori : Outokumpu Research OY, 2002. 448 p.
- 8. Москвитин, В.И. Металлургия легких металлов : учебник для вузов / В.И. Москвитин, И.В. Николаев, Б.А. Фомин. – М. : Интермет Инжиниринг, 2005. С.112–113.
- 9. Коршунов, Б.Г. Введение в хлорную металлургию редких элементов / Б.Г. Коршунов, С.Л. Стефанюк. – М. : Металлургия, 1970. С.76–86.
- 10. Фурман, А.А. Неорганические хлориды / А.А. Фурман. – М. : Химия, 1980. 416 с.
- 11. Фурман, А.А. Основы химии и технологии безводных хлоридов / А.А. Фурман, Б.Г. Рабовский. – М. : Химия, 1970. 256 с.
- 12. Vetchinkina, T. Thermodynamic analysis of aluminum oxide chlorination / T. Vetchinkina // Inorg. Mater. : Appl. Res. 2024. V.15(2). P.260–265.
- 13. Досмухамедов, Н.К. Выделение железа в железосодержащий продукт из золы от сжигания Экибастузских углей / Н.К. Досмухамедов, В.А Каплан, Е.Е. Жолдасбай, Г.С. Даруеш, А.А. Аргын // Уголь. 2021. №1. С.56–61.
- 14. Зимон, А.Д. Физическая химия: учеб. для вузов / А.Д. Зимон. – Изд. 3-е. – М. : Агар, 2006. С.94–96.
- 15. Леенсон, И.А. Как и почему происходят химические реакции. Элементы химической термодинамики и кинетики ; учеб. пособ. / И.А. Леенсон. – Долгопрудный : Издат. дом «Интеллект», 2020. 224 с.
- 16. Бондарев, Б.В. Курс общей физики. Кн.3. Термодинамика. Статистическая физика. Строение вещества: учеб. для вузов / Б.В. Бондарев, Н.П. Калашников, Г.Г. Спирин. – 2-е изд. — М. : Изд. Юрайт, 2016. 369 с.
- 17. Трусов, Б.Г. Программная система моделирования фазовых и химических равновесий при высоких температурах. / Б.Г. Трусов // Вестн. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2012. Спец. вып. 2. С.240–249.
- 18. Сеченов, П.А. Численный метод и математическая модель нахождения равновесного состава термодинамической системы программного комплекса T-Energy / П.А. Сеченов, И.А. Рыбенко // Вестн. Дагестанского гос. техн. ун-та. Техн. науки. 2022. №49(4). С.104–112.
- 19. Досмухамедов, Н.К. Особенности поведения компонентов золы в условиях хлорирующего обжига / Н.К. Досмухамедов, Г.С. Даруеш, Е.Е. Жолдасбай // Межд. журн. прикл. и фундамент. исследований. 2020. №2. С.91–98.
- 20. Бричкин, В.Н. Современные тенденции в переработке низкокачественного алюминиевого сырья и их влияние на развитие минерально-сырьевой базы производства глинозема / В.Н. Бричкин, М.В. Черкасова // Горный информационно-аналитический бюл. 2015. №19. С.172–181.
- 21. Маматов, Э.Д. Кинетика хлорирования глинозема / Э.Д. Маматов, Х.Э. Бобоев, У.М. Мирсаидов // ДАН РТ (Душанбе). 2001. Т.XLIV. №1–2. С.85–87.
- 22. Ветчинкина, Т.Н. Фазовые превращения при термообработке гидроксидов и кристаллогидратов алюминия / Т.Н. Ветчинкина // Хим. технология. 2009. №6. С.342–349.
- 23. Ветчинкина, Т.Н. Рациональное использование отходов углеобогащения и угледобычи с применением хлорной технологии переработки / Т.Н. Ветчинкина, Ю.А. Лайнер // Сб. матер. VI ежегод. конф. «Новые тенденции рационального использования вторичных ресурсов и проблемы экологии». – М. : МИСиС, 2008. С.175–180.
